黑龙江省冻结粉砂土动力学参数试验研究

发布时间：2020-08-17 13:16

【摘要】：随着我国发展战略的扩大,寒区工程建设日渐增多,面临的季冻区土体动力性能问题,严重制约了发展进程,亟待解决。目前季节性冻土的研究存在许多争议,仪器发展水平和试验技术也有限,有待深入探索。本文借助GDS动三轴试验研究负温、冻融次数、初始含水率、围压和振动频率对冻结粉砂土的动模量和阻尼比等动力学参数的影响规律,提出了初始动模量和最大阻尼比的修正系数和计算公式,给出动模量比和阻尼比的包络曲线和归一化曲线。主要工作如下:(1)通过含水率、密度、比重、颗粒分析和击实试验全面分析土样基本物理性质,得到主要的物理参数指标。(2)研究负温对粉砂土动力性能的影响,得到各类动力学参数的变化规律,提出初始动模量和最大阻尼比的温度修正系数和计算模型,给出一定温度范围内动模量比和阻尼比的包络线。结果表明,负温对初始动模量和阻尼比影响较大,对动模量比和最大阻尼比影响较小。(3)研究冻融次数对粉砂土动力性能的影响,得到各类动力学参数的变化规律,提出初始动模量和最大阻尼比的冻融次数修正系数和计算模型,给出对应冻融次数范围内动模量比和阻尼比的包络线。结果表明,冻融次数对初始动模量影响较大,对最大阻尼比影响较小,前5次冻融对动模量比和阻尼比影响明显,5次之后趋于稳定。(4)通过对不同初始含水率、围压和振动频率的粉砂土动力性能的研究,得到相关参数的影响规律和影响范围。结果表明,最优含水率对初始动模量影响较大;围压对阻尼比影响较大,对动模量比和初始动模量的影响程度不高;振动频率对动模量比影响不大,对阻尼比影响突出。给出不同条件的动模量比和阻尼比的归一化曲线和计算模型。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU445
【图文】：

冻土面,冻土动力学,季冻区,塞铁

第 1 章绪论研究目的和意义季节性冻土主要指夏季完全融化，冬天冻结的土，一般分布在南北半球，其冻结厚度从高纬向低纬度逐渐减小。地球的陆地面积中，冻土面积，其中在我国以季节冻土和多年冻土分别约占国土面积的 53.5%和 21.5%界第三位，跨越全国 18 个省，冻土区域分布辽阔，见图 1-1。随着社会展，人类活动空间不断扩展，对资源的需求与日俱增，我国积极推出了”、东北振兴和西部开发的战略，需要在通航、通路的基础上进行通商，老铁路、匈塞铁路和巴基斯坦喀喇昆仑公路二期工程等重大工程项目，工程建设日益增多。冻土动力学参数作为冻土区建设工程抗震设计和冻研究的重要内容和依据之一，无论是从我国季冻土分布面积还是从寒区方面，对季冻区冻土的动力特性研究都具有非凡意义。

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车辆荷载作用下，路基经历冻融循环过程使得天然地基承载力下降，引起道路沉陷和翻浆。直接威胁行车安全，造成严重的经济损失，直接影响到地基和土工构筑物的安全使用，由于冻土动力特性复杂，特别季冻土易产生不均匀沉降和沉陷滑塌现象，见图 1-2。对房屋、交通线路等造成严重破坏且国内外尚处于探索阶段，有极大研究潜在价值[2,3]。（a）公路和铁路冻胀（来自网络）

黑龙江省冻结粉砂土动力学参数试验研究

取样地点Fig.2-1SamplingSite

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